Post on 24-Jan-2016
Karmelo Ikastetxea © Prof. Marian Sola
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EL INTERIOR TERRESTRE El conocimiento de nuestro planeta
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DESARROLLO DEL TEMA
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ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
• Estudio de estructura, composición y dinámica de la Tierra asunto de difícil acceso
• Directamente solo accedemos a una profundidad de 3600 m a través de sondeos y en las minas más profundas no se superan los 12 km
• No existen equipos adecuados a las condiciones a esas profundidades
• Por ello al hablar de métodos de estudio….
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ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA TIERRA
• Métodos de estudio:– Directos:
• Minas profundas• Sondeos• Exploración geológica
– Indirectos:• Meteoritos (provienen de otras zonas del Universo)• Densidad de la Tierra• Método magnético• Estudio de ondas sísmicas
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MÉTODOS DE ESTUDIO DIRECTOS
• Minas: la más profunda 4 km. Suráfrica• Sondeos:
– Perforaciones especializadas. Testigos geológicos– P.ej. Extracción de petróleo. 12 km máximo (Kola,
Rusia)
• Exploración geológica– Muestras de rocas que afloran a la superficie– Magma del manto
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M. DIRECTOS**: GRADO GEOTÉRMICO
• 1ºC de aumento de Tª cada 30m (grado geotérmico)
• Imposible continuar el interior tendría una temperatura que provocaría inestabilidad en el planeta
• Tª interior 6000- 12000ºC
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M. INDIRECTOS: METEORITOS
• Son fragmentos rocosos
• Zona de asteroides Marte - Júpiter.
• Parte interior de otros planetas próximos reflejo del interior de la Tierra.
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M. INDIRECTOS: DENSIDAD
• Densidad media 5,52 g/cm3 g/cm.
• Densidad superficie 2,6 y 3 g/cm3
• La densidad aumenta desde la superficie con 2,8 g/cm3 hasta el interior 14 g/cm3
• Cambio en composición química y mayor compresión
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MÉTODOS INDIRECTOS: MAGNETISMO
• Basado en el estudio de las variaciones del campo magnético terrestre.
• Las rocas que presentan minerales de hierro reflejan la dirección del campo magnético
• Las rocas reflejan la orientación magnética terrestre de la época en la que se formaron
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MÉTODOS INDIRECTOS: ONDAS
• Estudio más efectivo y moderno del interior terrestre
• Se obtienen durante los terremotos o seísmos a través de los sismógrafos
• Terremoto a 50-700 km• Vibraciones viajan a través del interior terrestre
dónde se reflejan y refractan• Su estudio informa sobre las características de
las capas atravesadas. Sismógrafo
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SISMÓGRAFO
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• Según se transmitan por el interior terrestre o por su superficie– ONDAS INTERNAS
• Ondas P • Ondas S
– ONDAS SUPERFICIALES• Ondas Rayleigh• Ondas Love
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TIPO DE ONDAS SÍSMICAS
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TIPO DE ONDAS SÍSMICAS
• ONDAS P:– Primarias: mayor velocidad
5,5- 13,5 km/s– Longitudinales
• ONDAS S:– Secundarias: menos
velocidad 4-8 km/s– Transversales.– Sólo en medios sólidos.
• SUPERFICIALES
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TIPO DE ONDAS SÍSMICAS
• Las ondas Rayleigh – Semejantes al movimiento
de las olas• Las ondas Love
– movimiento hacia un lado y hacia otro lateral-perpendicular
– un poco más rápidas que las Rayleigh
• http://www.edumedia-sciences.com/es/a89-los-tres-tipos-de-ondas-sismicas
• http://www.ua.es/ursua/ondas.htm
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PROPAGACIÓN DE ONDAS SÍSMICAS
• Se propagan según la ley de Snell– Sen i = v1
– Sen r = v2
• De acuerdo con esto se pueden apreciar los cambios de velocidad y dirección de las ondas al pasar de un medio al otro
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INTERIOR TERRESTRE
• Del estudio de las ondas se deduce que la Tierra tiene una estructura en capas puesto que hay cambios bruscos en la velocidad de propagación de las ondas
• A esos cambios bruscos se denomina discontinuidades
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LA GRÁFICA CLAVE
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DISCONTINUIDADES
• Discontinuidad de Mohorovicic– 10 km océanos- 30-40 km
bajo continentes– Separa corteza y manto
terrestre• 0- 1000 km *****
– Canal de baja velocidad
– Zonas con menor rigidez
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DISCONTINUIDADES
• Discontinuidad de Gutemberg– 2900 km– Ondas P disminuyen mucho su velocidad– Ondas S desaparecen
• Paso de material sólido a fluido• Discontinuidad de Lehman o de Wiechert
– 5000-5200 km– Aumento de velocidad de ondas P
• Incremento de la rigidez de los materiales– División del núcleo en dos
• Externo fundido• Interno sólido
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ESTRUCTURA DEl INTERIOR DE LA TIERRA
• Estos tres cambios bruscos de velocidad en la propagación de las ondas sísmicas nos permite concluir:– La Tierra se estructura en capas
• Corteza• Manto• Núcleo externo- Núcleo interno
– Esas capas tendrán distinta composición en sus materiales o distinto estado físico de los mismos
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CAPAS DE LA TIERRA
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DOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
• UNIDADES GEOQUÍMICAS– Criterio: COMPOSICIÓN
QUÍMICA– Son: CORTEZA
• Continental• Oceánica
– MANTO: externo e interno– NÚCLEO:
• Externo• Interno
• UNIDADES DINÁMICAS– Criterio: comportamiento
mecánico de cada capa.– Son: LITOSFERA– ASTENOSFERA– MESOSFERA– NÚCLEO EXTERNO– NÚCLEO INTERNO
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UNIDADES GEOQUÍMICAS
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LA CORTEZA
• Desde superficie hasta DISCONTINUIDAD DE MOHOROVICIC
• Capa delgada– Continentes: 25-70
Km– Océanos: 5 y 10 Km– Separa corteza y
manto
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LA CORTEZA
• Gran variedad de rocas: sedimentarias, ígneas o metamórficas
• Elementos más ligeros como O 46%• Elementos pesados como el Fe sólo 15%
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LA CORTEZA OCEÁNICA• Más delgada, más joven (12km)
• Densidad 3 gr/cc
• Capas (exterior a interior)
– Sedimentaria
• Su espesor disminuye a medida que aumenta distancia a la costa
– Basaltos (roca volcánica)• Origen por enfriamiento rápido• Pobre en cuarzo• Rico en silicatos Mg+2, Ca+2 y
Fe+2, (olivino)• Variada disposición: lavas
almohadilladas o diques
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LA CORTEZA OCEÁNICA II
• Capas:– Sedimentaria
– Basaltos
– Gabros• Zona más profunda• Rocas de enfriamiento lento• Rocas plutónicas cristalizadas• Composición semejante al basalto
• Densidad: 3 g/cm3
• Edad: 0-180 millones de años
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CORTEZA CONTINENTAL
• Formada por los continentes y las plataformas continentales
• Grosor de 25- 70 km• Densidad: 2’7 g/cm3
• Edad: hasta 4000 millones años
• Muy variada en su composición
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CORTEZA CONTINENTAL II
• Dos zonas:– Zona superficial:
• granitos y silicatos (predominantemente de Al+3, Na+ y K+ )• Rocas ligeras de color claro. • Superpuesta tiene de forma discontinua una delgada
cubierta sedimentaria
– Zona inferior: • menos conocida y no siempre diferenciable de la anterior
• semejante pero más densa por deformación
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EL MANTO• La discontinuidad que indica su
final es la de GUTENBERG– A 2900 km– Ondas:
• P más despacio• S desaparecen (material
fundido)• 70 % de la masa total de la
Tierra• Composición:
– Rocas pteridotitas– Minerales ricos en Fe, Mg de
tipo olivino
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EL MANTO: COMPOSICIÓN QUÍMICA
• Contiene rocas de tipo pteridotitas materiales ricos en Mg+2 y en Fe+2
• A lo largo del manto aparecen rocas con distinto aspecto debida a su diferente cristalización pero su composición química es la misma:– Olivino: zona del manto superior– Espinela : zona de transición entre manto superior e
inferior– Perovskita: en el manto inferior
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MANTO: COMPOSICIÓN
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EL NÚCLEO• Discontinuidad de LEHMAN,
separa
– Núcleo externo: líquido
– Núcleo interno: sólido (por incremento de velocidad de ondas P a 5150 km).
• Densidad: 10-13 g/cc
• Presión 1,3 millones la de la atmósfera
• Tª 4000- 5000ºC
• En él se genera el campo magnético (se observa en rocas)
• Composición: Fe y 5 % de Ni
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CAPAS DE LA TIERRA
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UNIDADES DINÁMICAS
(del interior de la tierra)
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UNIDADES DINÁMICAS
• Estas divisiones atienden al comportamiento de los materiales
• LITOSFERA:– Capa más externa y rígida– Toda la corteza y algo del manto.
Heterogénea– Dos clases:
• Litosfera oceánica: (50-100 km)• Litosfera continental (100-300
Km)– Placas litosféricas: fracturas– Movimientos horizontales:
terremotos y volcanes
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UNIDADES DINÁMICAS
• ASTENOSFERA– Capa plástica.
– Hasta los 670 km de profundidad (parte del manto)
– Pteridotita casi en el punto de fusión. Tª 1400ºC
– Su comportamiento plástico facilita el movimiento de la litosfera + rígida y dura
– Canal de baja velocidad
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UNIDADES DINÁMICAS
• MESOSFERA– Resto del manto.– Muy voluminosa y
homogénea– Corrientes de
convección: origen.– Capa D” – posos del
manto
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UNIDADES DINÁMICAS
• NÚCLEO o ENDOSFERA• Coincidencia con las unidades
geoquímicas.• Discontinuidad de Wiechert
separa núcleo externo e interno
• Interacción entre ambos: campo magnético de la Tierra